(57)【要約】【課題】画質の均一性に優れた放射線画像検出装置を提供する。【解決手段】放射線画像検出装置１は、放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ１１、及び該シンチレータを支持する基板１０を有する放射線画像変換パネル２と、前記シンチレータに密接して設けられ、前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ２１、及び該画素アレイを支持する基板２０を有するセンサパネル３と、前記放射線画像変換パネルの基板と前記センサパネルの基板との間に、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、その内側に隔絶された空間Ｓを形成する封止材４と、を備え、前記シンチレータは、前記蛍光体の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶４３の群によって形成された柱状部４０を有し、前記柱状結晶の先端部の集合によって構成される面において前記画素アレイに非接着にて密接しており、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板は、いずれもフレキシブルであり、前記空間が減圧されている。【選択図】図１
2013050364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び該シンチレータを支持する基板を有する放射線画像変換パネルと、
前記シンチレータに密接して設けられ、前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び該画素アレイを支持する基板を有するセンサパネルと、
前記放射線画像変換パネルの基板と前記センサパネルの基板との間に、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、その内側に隔絶された空間を形成する封止材と、
を備え、
前記シンチレータは、前記蛍光体の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群によって形成された柱状部を有し、前記柱状結晶の先端部の集合によって構成される面において前記画素アレイに非接着にて密接しており、
前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板は、いずれもフレキシブルであり、
前記空間が減圧されている放射線画像検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板のうち放射線入射側とは反対側に配置される第１の基板は、前記シンチレータ又は前記画素アレイがその表面に設けられる第１の基材を含む複数の基材が積層されて構成されている放射線画像検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記封止材は、前記複数の基材のうち前記第１の基材を除く他の基材と、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板のうち放射線入射側に配置される第２の基板との間に設けられている放射線画像検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１の基材と、前記複数の基材のうち前記第１の基材を除く他の基材とは、エネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着材によって接着されている放射線画像検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記封止材は、エネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着材である放射線画像検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記柱状結晶の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線画像検出装置であって、
前記柱状結晶の先端部の角度は、４０°〜８０°である放射線画像検出装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の放射線画像検出装置であって、
前記柱状結晶の先端部の間に充填材が充填されている放射線画像検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータは、防湿性の保護膜によって被覆され、
前記充填材の屈折率は、前記保護膜の屈折率よりも小さい放射線画像検出装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の放射線画像検出装置であって、
前記充填材は、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シアルルフタレート樹脂、の群から選ばれる放射線画像検出装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板は、フレキシブルなガラス基板である放射線画像検出装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記画素アレイの各画素は、光導電層に有機光電変換膜を用いた有機光電変換素子を含んで構成されている放射線画像検出装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
前記シンチレータと前記画素アレイとを対向させ、前記放射線画像変換パネルの基板と前記センサパネルの基板との間に両基板を接合する前記封止材を設けて、前記放射線画像変換パネルと前記センサパネルとを重ね合わせ、
前記封止材によって前記両基板との間に形成される隔絶された空間を減圧し、前記シンチレータと前記画素アレイとを非接着にて密接させる放射線画像検出装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板のうち放射線入射側とは反対側に配置される第１の基板は、前記シンチレータ又は前記画素アレイがその表面に設けられる第１の基材を含む複数の基材が積層されて構成されるものであり、
前記シンチレータと前記画素アレイとを対向させ、前記第１の基材を、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板のうち放射線入射側に配置される第２の基板に重ね合わせ、
前記第１の基材及び前記複数の基材のうちの該第１の基材を除く他の基材との間に接着剤を設け、また、前記他の基材と前記第２の基板との間にそれらを接合する前記封止材を設けて、前記他の基材を前記第１の基材及び前記第２の基板に重ね合わせ、
前記封止材によって前記他の基材と前記第２の基板との間に形成される隔絶された空間を減圧し、前記シンチレータと前記画素アレイとを非接着にて密接させる放射線画像検出装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
前記接着剤は、エネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着材である放射線画像検出装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
前記封止材は、エネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着材である放射線画像検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線像を検出してデジタル画像データを生成するＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いた放射線画像検出装置が実用化されており、輝尽性蛍光体（蓄積性蛍光体）からなるイメージングプレートに比べて即時に画像を確認できるといった理由から急速に普及が進んでいる。この放射線画像検出装置には種々の方式のものがあり、その一つとして、間接変換方式のものが知られている。
【０００３】
間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線露光によって蛍光を発するシンチレータと、シンチレータの蛍光を検出する画素アレイとを備えている。シンチレータ及び画素アレイは、例えば、個別の基板に設けられ、接着層を介して貼り合わされる。放射線はシンチレータによって光に変換され、シンチレータの蛍光は画素アレイによって電気信号に変換され、それによりデジタル画像データが生成される（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
シンチレータは、典型的にはＣｓＩ（ヨウ化セシウム）やＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）などのアルカリハライド蛍光体を用いて気相堆積法により形成され、蛍光体の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群によって構成されている。気相堆積法によって形成される蛍光体の柱状結晶は、結合剤等の不純物を含まず、また、そこに発生した蛍光を結晶の成長方向に導光する光ガイド効果によって蛍光の拡散を抑制する。それにより、放射線画像検出装置の感度の向上が図られると共に、画像の鮮鋭度の向上が図られる。
【０００５】
また、シンチレータと画素アレイとの間に接着層を介さずに両者を密接させるようにした放射線画像検出装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に記載された放射線画像検出装置においては、シンチレータを支持する基板が可撓であり、シンチレータを支持する基板と画素アレイを支持する基板との間に、シンチレータ及び画素アレイを収納して隔絶された空間が設けられ、この空間が減圧されることによって、シンチレータを支持する基板の撓みを伴ってシンチレータが画素アレイに押し付けられる。それにより、接着層の厚みの不均一に起因した画質の不均一が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１‐０１７６８３号公報
【特許文献２】特開２０１１‐０３３５６２号公報
【特許文献３】特開２０１０‐２６１７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
柱状結晶の群によって形成されるシンチレータにおいて、柱状結晶の長さが局所的に変化する場合がある。この場合に、特許文献３に記載された放射線画像検出装置において、シンチレータを支持する基板の撓みのみによっては、局所的な柱状結晶の長さの変化を吸収しきれず、シンチレータと画素アレイとの間に局所的に隙間が生じる虞がある。かかる隙間は、シンチレータから出射された蛍光の拡散を生じさせ、局所的に画像の鮮鋭度を低下させる虞がある。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、画質の均一性に優れた放射線画像検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び該シンチレータを支持する基板を有する放射線画像変換パネルと、前記シンチレータに密接して設けられ、前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び該画素アレイを支持する基板を有するセンサパネルと、前記放射線画像変換パネルの基板と前記センサパネルの基板との間に、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、その内側に隔絶された空間を形成する封止材と、を備え、前記シンチレータは、前記蛍光体の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群によって形成された柱状部を有し、前記柱状結晶の先端部の集合によって構成される面において前記画素アレイに非接着にて密接しており、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板は、いずれもフレキシブルであり、前記空間が減圧されている放射線画像検出装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シンチレータを支持する第１の基板、及び画素アレイを支持する第２の基板、並びに封止材によって形成される空間にシンチレータ及び画素アレイを収納し、この空間を減圧することによって、シンチレータと画素アレイとを非接着にて密接させる。そして、第１の基板及び第２の基板のいずれもフレキシブルとすることによって、シンチレータと画素アレイとを全体に亘って隙間なく密接させることができる。それにより、画質の均一性を高めることができる。
【００１１】
さらに、シンチレータと画素アレイとが非接着であるので、放射線画像変換パネルとセンサパネルとを容易に分離することができる。それにより、放射線画像変換パネル及びセンサパネルのうち一方が損傷した場合に、損傷したパネルのみ交換して、放射線画像検出装置として再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の放射線画像検出装置のセンサパネルの構成を模式的に示す図である。
【図３】図１の放射線画像検出装置のセンサパネルの構成を模式的に示す図である。
【図４】図１の放射線画像検出装置のシンチレータの構成を模式的に示す図である。
【図５】図４のシンチレータのV‐V断面を示す図である。
【図６】図１の放射線画像検出装置の製造方法の一例を模式的に示す図である。
【図７】図６の製造過程におけるシンチレータの挙動を模式的に示す図である。
【図８】図６の製造過程におけるシンチレータの挙動を模式的に示す図である。
【図９】図１の放射線画像検出装置の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図１０】図９のシンチレータのX‐X断面を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例の構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を示す。
【００１４】
図１に示す放射線画像検出装置１は、放射線画像変換パネル２と、センサパネル３とを備えている。
【００１５】
放射線画像変換パネル２は、フレキシブルな支持基板１０と、放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ１１とを有している。シンチレータ１１は、支持基板１０上に設けられている。
【００１６】
センサパネル３は、フレキシブルな絶縁性基板２０と、絶縁性基板２０上に設けられた画素アレイ２１とを有している。画素アレイ２１を構成する画素の各々は、シンチレータ１１に生じる蛍光を検出する。
【００１７】
放射線画像変換パネル２とセンサパネル３とは、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを対向させて配置されており、封止材４によって接合されている。
【００１８】
封止材４は、放射線画像変換パネル２の支持基板１０とセンサパネル３の絶縁性基板２０との間にあって、シンチレータ１１及び画素アレイ２１を囲むように設けられており、その内側に隔絶された空間Ｓを形成している。
【００１９】
空間Ｓは、その外に比べて減圧されている。支持基板１０及び絶縁性基板２０の変形を伴って、シンチレータ１１と画素アレイ２１とは非接着にて密接している。
【００２０】
放射線画像検出装置１は、いわゆる表面読取型（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling）の放射線画像検出装置であり、放射線入射側から、センサパネル３、放射線画像変換パネル２の順に配置されている。放射線は、センサパネル３の絶縁性基板２０及び画素アレイ２１を透過して、放射線画像変換パネル２のシンチレータ１１に入射する。蛍光を多く発生させるシンチレータ１１の放射線入射側が画素アレイ２１に隣設されるため、感度が向上する。
【００２１】
図２及び図３は、センサパネル３の構成を示す。
【００２２】
画素アレイ２１は、絶縁性基板２０上に複数の画素２２が２次元状に配列されてなり、画素２２の各々は、光電変換素子２３、及びスイッチ素子２４によって構成されている。
【００２３】
光電変換素子２３は、シンチレータ１１の蛍光を受光して電荷を生成する光導電層２５と、この光導電層２５の表裏面に設けられた一対の電極２６，２７を有している。光導電層２５のシンチレータ１１側の面に設けられた電極２６は、光導電層２５にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極であり、反対側の面に設けられた電極２７は、光導電層２５で生成された電荷を収集する電荷収集電極である。電荷収集電極２７は、スイッチ素子２４に接続されており、電荷収集電極２７に収集された電荷は、スイッチ素子２４を介して読み出される。
【００２４】
絶縁性基板２０上には、２次元状に配列された画素２２の配列方向のうちの一方向（行方向）に延設され各画素２２のスイッチ素子２４をオン／オフさせるための複数本のゲート線２８と、ゲート線２８と直交する方向（列方向）に延設されオン状態のスイッチ素子２４を介して電荷を読み出すための複数の信号線（データ線）２９とが設けられている。ゲート線２８及び信号線２９の各々は、絶縁性基板２０の縁部に設けられた接続端子部３０において接続回路３１に接続され、この接続回路３１を介してゲートドライバ及び信号処理部を有する回路基板（図示せず）に接続される。
【００２５】
スイッチ素子２４は、ゲートドライバからゲート線２８を介して供給される信号により行単位で順にオン状態とされる。そして、オン状態とされたスイッチ素子２４によって読み出された電荷は、電荷信号として信号線２９を伝送されて信号処理部に入力される。これにより、電荷が行単位で順に読み出され、上記の信号処理部において電気信号に変換され、デジタル画像データが生成される。
【００２６】
絶縁性基板２０は、例えば樹脂材料を用いて形成することができる。樹脂材料としては、耐熱性に優れるものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、ポリイミド、ポリアリレート、二軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）等が挙げられる。また、これらの樹脂に、有機あるいは無機のフィラーを含有させてもよい。また、低熱膨張、高強度といった、既存の樹脂材料では得られない特性を有するアラミド、バイオナノファイバーなどを用いて形成されたフレキシブルな樹脂基板や、厚さ０．１ｍｍ程度あるいはそれ以下に形成されたフレキシブルなガラス基板も好適に使用し得る。特に、ガラス基板は、低熱膨張、高強度といった特性に加えて、一般に樹脂基板に比べて防湿性やガスバリヤ性にも優れ、好ましい。
【００２７】
光電変換素子２３は、例えば、アモルファスシリコンのＰＮ接合薄膜又はＰＩＮ接合薄膜を光導電層２５に用いたアモルファスシリコンフォトダイオードとして構成することができる。また、光導電層２５としては、アモルファスシリコンの他に、キナクリドンなどの有機化合物からなる有機光電変換膜も用いることができ、この場合、アモルファスシリコンに比べて低温で成膜することができ、耐熱性の観点から絶縁性基板２０に使用し得る材料の選択肢が多くなり好ましい。なお、有機光電変換膜については後述する。
【００２８】
スイッチ素子２４は、例えば活性層にアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）として構成することができる。また、ＴＦＴの活性層としては、アモルファスシリコンの他に非晶質酸化物半導体材料や有機半導体材料なども用いることができ、この場合、アモルファスシリコンに比べて低温で成膜することができ、耐熱性の観点から絶縁性基板２０に使用し得る材料の選択肢が多くなり好ましい。なお、非晶質酸化物半導体材料や有機半導体材料については後述する。
【００２９】
光電変換素子２３のアレイとスイッチ素子２４のアレイとが一つの同じ層に形成されていてもよいし、シンチレータ１１側から、スイッチ素子２４のアレイ、光電変換素子２３のアレイの順に互いに異なる層に形成されていてもよいが、図示の例のように、シンチレータ１１側から、光電変換素子２３のアレイ、スイッチ素子２４の順に互いに異なる層に形成されていることが好ましい。光電変換素子２３のアレイとスイッチ素子２４のアレイとが互いに異なる層に形成されていることによって、光電変換素子２３のサイズを大きくすることができる。そして、シンチレータ１１側から、光電変換素子２３のアレイ、スイッチ素子２４のアレイの順に形成されていることによって、光電変換素子２３のアレイをシンチレータ１１に近接して配置することができ、感度が向上する。
【００３０】
図４は、放射線画像変換パネル２の構成を示す。
【００３１】
ＩＳＳ型の放射線画像検出装置１において、支持基板１０は、放射線入射側とは反対側に配置され、フレキシブルなシート状の基材が複数積層されて構成されている。本例において、支持基板１０は、第１の基材１３及び第２の基材１４の２層で構成されている。第１の基材１３の一方の表面上にはシンチレータ１１が形成され、他方の表面には第２の基材１４が接合されている。第２の基材１４は、シンチレータ１１が形成される第１の基材１３を補強し、封止材４（図１参照）によってセンサパネル３の絶縁性基板２０に接合される。
【００３２】
第１の基材１３は、後述するシンチレータ１１の製造工程に関連して、例えば耐熱性に優れるフレキシブルな樹脂基板を用いることができ、そのような樹脂基板としては、センサパネル３の絶縁性基板２０と同様の樹脂基板を用いることができる。また、フレキシブルなガラス基板も好適に使用し得る。
【００３３】
第２の基材１４は、放射線画像検出装置１の使用温度範囲における耐熱性を有していればよく、フレキシブルな樹脂基板やガラス基板を用いることができる。ただし、第１の基材１３を補強する観点から、第１の基材１３よりも剛質であることが好ましい。
【００３４】
シンチレータ１１が形成される第１の基材１３の表面には、反射膜１５が形成されている。反射膜１５は、アルミニウムなどの光反射性を有する金属の薄膜を成膜して形成されている。金属の薄膜は、例えば蒸着などの手段によって第１の基材１３の表面に成膜することができる。
【００３５】
シンチレータ１１は、蛍光体の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶４３の群によって形成されている。なお、近隣の複数の柱状結晶が結合して一つの柱状結晶を形成する場合もある。隣り合う柱状結晶４３の間には空隙が置かれ、柱状結晶４３は互いに独立して存在する。
【００３６】
シンチレータ１１は、柱状結晶４３の先端部の集合によって構成される面（蛍光出射面）において画素アレイ２１に密接する。放射線露光によってシンチレータ１１に生じた蛍光は、柱状結晶４３の先端部の集合によって構成された蛍光出射面から画素アレイ２１に向けて出射される。
【００３７】
柱状結晶４３の各々に発生した蛍光は、その柱状結晶４３と周囲の空隙との屈折率差に起因して柱状結晶４３内で全反射を繰り返すことで拡散を抑制され、画素アレイ２１に導光される。それにより、画像の鮮鋭度が向上する。
【００３８】
放射線露光によって柱状結晶４３の各々に発生した蛍光のうち、画素アレイ２１とは反対側に向かう蛍光は、反射膜１５によって画素アレイ２１側に向けて反射される。それにより、蛍光の利用効率が高まり、感度が向上する。
【００３９】
また、柱状結晶４３の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている。柱状結晶４３の先端部が、このような凸形状に形成されていることにより、平坦若しくは凹形状に比べて光の取り出し効率が高められ、感度が向上する。先端部の角度θは４０度〜８０度が好ましい。
【００４０】
柱状結晶の群からなるシンチレータ１１を形成する蛍光体としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）、ＮａＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化ナトリウム）、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム賦活ヨウ化セシウム）、等のアルカリハライド蛍光体を用いることができ、なかでも、発光スペクトルが、光導電層２５にアモルファスシリコンやキナクリドンを用いたフォトダイオードの分光感度の極大値（アモルファスシリコン：５５０ｎｍ付近、キナクリドン：５６０ｎｍ付近）に適合する点で、ＣｓＩ：Ｔｌが好ましい。
【００４１】
なお、上記のアルカリハライド蛍光体中のハロゲンが反射膜１５の材料である金属を腐食させることがあるため、反射膜１５が形成された第１の基材１３は保護膜１２ａによって被覆されている。さらに、アルカリハライド蛍光体は潮解性を有しており、シンチレータ１１もまた、保護膜１２ｂによって被覆されている。
【００４２】
保護膜１２ａ、１２ｂの材料としては、典型的にはポリパラキシリレンが用いられるが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、ポリエステル、ポリメタクリレレート、ニトロセルロース、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、等の透湿度の低い高分子化合物からなるフィルムも用いることができる。
【００４３】
図５は、シンチレータ１１の図４におけるV‐V断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００４４】
図５に明らかなように、柱状結晶４３は、結晶の成長方向に対しほぼ均一な断面径を示し、且つ、その周囲に空隙を有し、互いに独立して存在することがわかる。柱状結晶４３の結晶径（柱径）は、光ガイド効果、機械的強度、そして画素欠陥防止の観点から、２μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。柱径が小さすぎると、柱状結晶４３の機械的強度が不足し、衝撃等により損傷する懸念があり、柱径が大きすぎると、画素毎の柱状結晶４３の数が少なくなり、結晶にクラックが生じた際にその画素が欠陥となる確率が高くなる懸念がある。
【００４５】
ここで、柱径は、柱状結晶４３の成長方向上面から観察した結晶の最大径を示す。具体的な測定方法としては、柱状結晶４３の成長方向上面からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することで柱径を測定する。柱状結晶４３が１００本から２００本観察できる倍率（約２０００倍程度）で観察し、１撮影に含まれる結晶全てに対し、柱径の最大値を測定して平均した値を採用している。柱径（μｍ）は小数点以下２桁まで読み、平均値をＪＩＳ  Ｚ  ８４０１に従い小数点以下２桁目を丸めた値とする。
【００４６】
柱状結晶４３の長さ（シンチレータ１１の厚み）は、放射線のエネルギーにもよるが、シンチレータ１１における放射線吸収及び画像の鮮鋭度の観点から、２００μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。シンチレータ１１の厚みが小さすぎると、放射線を十分に吸収することができず、感度が低下する虞があり、厚みが大きすぎると光拡散が生じ、柱状結晶４３の光ガイド効果によっても画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００４７】
シンチレータ１１は、気相堆積法によって製造することができる。蛍光体としてＣｓＩ：Ｔｌを用いる場合には、真空度０．０１〜１０Ｐａの環境下で、ＣｓＩ：Ｔｌを抵抗加熱式のるつぼに通電するなどの手段で加熱して気化させ、第１の基材１３の温度を室温（２０℃）〜３００℃として、ＣｓＩ：Ｔｌの結晶を第１の基材１３上に堆積させ、多数の柱状に成長させる。
【００４８】
そして、柱状結晶４３の成長終期における第１の基材１３の温度を制御することによって、柱状結晶４３の先端部の形状（先端角度θ）を制御することができる。概ね、１１０℃で１７０度、１４０℃で６０度、２００℃で７０度、２６０℃で１２０度となる。
【００４９】
以上のシンチレータ１１の製造工程において、例えば、蛍光体の気相の偏りや結晶の異常成長などに起因して、柱状結晶４３の長さが局所的に変化し、シンチレータ１１の蛍光出射面に凹凸が形成される場合がある。以下、この凹凸を吸収して、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを全体に亘って隙間無く密接させる構成について説明する。
【００５０】
図６は、放射線画像検出装置１の製造方法の一例を示す。
【００５１】
まず、シンチレータ１１が形成された第１の基材１３、及び第１の基材１３と共に放射線画像変換パネル２の支持基板１０を構成する第２の基材１４、並びにセンサパネル３を用意する。
【００５２】
第１の基材１３をセンサパネル３に載置し、シンチレータ１１の蛍光出射面を画素アレイ２１に押し当てる（ＦＩＧ．６Ａ）。シンチレータ１１の蛍光出射面に凹凸が存在する場合に、その凹凸を吸収するように第１の基材１３が変形する。即ち、蛍光出射面の凸部に対しては、その凸部に重なる第１の基材１３の領域及びその周囲の領域がセンサパネル３から離れるように膨隆し、蛍光出射面の凹部に対しては、その凹部に重なる第１の基材１３の領域及びその周囲の領域がセンサパネル３に近づくように沈降する。
【００５３】
次いで、第１の基材１３及び第２の基材１４のいずれか又は双方の接合面に接着剤５を塗布し、また、第２の基材１４及びセンサパネル３の絶縁性基板２０のいずれか又は双方の接合面に封止材４としての接着剤を塗布し、第２の基材１４を第１の基材１３及び絶縁性基板２０に重ねる（ＦＩＧ．６Ｂ）。
【００５４】
第１の基材１３と第２の基材１４との間に介在する接着剤５、及び第２の基材１４と絶縁性基板２０との間に介在する封止材４としての接着剤が硬化するのに先だって、封止材４によって形成される空間Ｓを減圧する。空間Ｓを減圧するのに伴って、空間Ｓの容積を縮小するように第２の基材１４及び絶縁性基板２０が変形する。この第２の基材１４及び絶縁性基板２０の変形によって、シンチレータ１１と画素アレイ２１とは互いに押し付けられ、両者は全体に亘って隙間無く非接着にて密接する（ＦＩＧ．６Ｃ）。
【００５５】
この状態で、第１の基材１３と第２の基材１４との間に介在する接着剤５、及び第２の基材１４と絶縁性基板２０との間に介在する封止材４としての接着剤によって、それらを接合し、放射線画像検出装置１を得る。
【００５６】
図７及び図８は、第１の基材１３の変形及びシンチレータ１１を形成する柱状結晶４３の群の挙動を模式的に示す。
【００５７】
第１の基材１３の変形に伴って、その変形領域にある複数の柱状結晶４３の先端部間の隙間は拡大され、あるいは縮小される。
【００５８】
図７に示すように、シンチレータ１１の蛍光出射面に凸部があり（ＦＩＧ．７Ａ）、シンチレータ１１の蛍光出射面が画素アレイ２１に押し当てられるのに伴って第１の基材１３が膨隆する場合に、その変形領域の中央部にある複数の柱状結晶４３の先端部間の隙間が縮小される。そして、それらの柱状結晶４３同士が先端部において衝突すると、第１の基材１３のそれ以上の変形が制限される。その結果、凸部の周囲において、シンチレータ１１と画素アレイ２１との間に隙間が残される（ＦＩＧ．７Ｂ）。そこで、絶縁性基板２０もフレキシブルなものとし、シンチレータ１１及び画素アレイ２１を収納する空間Ｓを減圧することによって、シンチレータ１１の蛍光出射面に倣って絶縁性基板２０を変形させる。それにより、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを、全体に亘って隙間無く非接着にて密接させることができる（ＦＩＧ．７Ｃ）。
【００５９】
また、図８に示すように、シンチレータ１１の蛍光出射面に凹部があり、シンチレータ１１の蛍光出射面が画素アレイ２１に押し当てられるのに伴って第１の基材１３が沈降する場合に、その変形領域の縁部にある複数の柱状結晶４３の先端部間の隙間が縮小される。そして、それらの柱状結晶４３が先端部において衝突すると、やはり第１の基材１３のそれ以上の変形が制限される。その結果、凹部において、シンチレータ１１と画素アレイ２１との間に隙間が残される（ＦＩＧ．８Ｂ）。そこで、絶縁性基板２０もフレキシブルなものとし、シンチレータ１１及び画素アレイ２１を収納する空間Ｓを減圧することによって、シンチレータ１１の蛍光出射面に倣って絶縁性基板２０を変形させる。それにより、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを、全体に亘って隙間無く非接着にて密接させることができる（ＦＩＧ．８Ｃ）。
【００６０】
以上、説明したとおり、放射線画像検出装置１において、シンチレータ１１を支持する支持基板１０、及び画素アレイ２１を支持する絶縁性基板２０、並びに封止材４によって形成される空間Ｓにシンチレータ１１及び画素アレイ２１を収納し、この空間Ｓを減圧することによって、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを非接着にて密接させている。そして、支持基板１０及び絶縁性基板２０のいずれもフレキシブルとすることによって、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを全体に亘って隙間なく密接させることができる。それにより、画質の均一性を高めることができる。
【００６１】
また、ＩＳＳ型の放射線画像検出装置１において、放射線入射側とは反対側に配置される支持基板１０を第１の基材１３及び第２の基材１４の積層構造として、放射線画像検出装置１の補強を行うことにより、放射線吸収による感度低下を生じさせることなく、耐荷重、耐衝撃性を高めることができる。
【００６２】
また、上述した製造方法において、シンチレータ１１が形成された第１の基材１３を変形させ、その後に第２の基材１４を第１の基材１３及び絶縁性基板２０に接合することによって、第１の基材１３のフレキシブル性を損なわずに第１の基材１３を変形させることができ、第２の基材１４を第１の基材１３及び絶縁性基板２０に接合した後には、放射線画像検出装置１の耐荷重、耐衝撃性を確保することができる。
【００６３】
また、シンチレータ１１と画素アレイ２１とが非接着であることから、放射線画像変換パネル２とセンサパネル３とを容易に分離することができ、放射線画像変換パネル２及びセンサパネル３のうち一方が損傷した場合に、損傷したパネルのみ交換して、放射線画像検出装置１として再生することができる。
【００６４】
再生（リワーク）の観点からは、第２の基材１４と絶縁性基板２０とを接合する封止材４としての接着剤、及び第１の基材１３と第２の基材１４とを接合する接着剤５は、いずれもエネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着剤であることが好ましい。それによれば、放射線画像変換パネルとセンサパネルとを一層容易に分離することができ、そして、上述した製造方法を経て、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを隙間無く非接着にて密接させ、放射線画像検出装置１として再生することができる。
【００６５】
解体型接着剤としては、例えば、熱可塑性樹脂の加熱軟化を利用した接着剤や、熱膨張するマイクロカプセルや発泡剤を混入した接着剤や、紫外線照射によって剥離する接着剤などを用いることができる。
【００６６】
図９は、放射線画像検出装置１の変形例を示す。
【００６７】
図９に示す放射線画像検出装置１Ａにおいて、シンチレータ１１は、柱状結晶４３の群からなる柱状部４０と、非柱状部４１とで構成されており、柱状部４０及び非柱状部４１は、支持基板１０上に非柱状部４１、柱状部４０の順に重なって形成されている。
【００６８】
非柱状部４１は、蛍光物質の比較的小さい粒状結晶４２の群によって形成されている。なお、非柱状部４１には、上記の蛍光物質の非晶質体が含まれる場合もある。非柱状部４１において、粒状結晶は、不規則に結合し、あるいは重なり合って存在する。
【００６９】
非柱状部４１は、微細な空隙が散在しており、これらの空隙があることによって、上述した放射線画像検出装置１における支持基板１０の反射膜１５に替わるものとして機能する。
【００７０】
また、非柱状部４１は、柱状部４０に比べて緻密であり、その空隙率は小さい。支持基板１０と柱状部４０との間に非柱状部４１が介在することによって、支持基板１０とシンチレータ１１との密着性が向上し、シンチレータ１１が支持基板１０から剥離することが防止される。
【００７１】
図１０は、シンチレータ１１の図９におけるX-X断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００７２】
図１０に明らかなように、非柱状部４１においては、粒状結晶４２が不規則に結合したり重なり合ったりしており、結晶間の明確な空隙は、柱状部４０程は認めらない。非柱状部４１を形成する粒状結晶４２の径は、密着性及び光反射の観点から、０．５μｍ以上７．０μｍ以下であることが好ましい。結晶径が小さすぎると、空隙が０に近づき、光反射の機能が低下する懸念があり、結晶径が大きすぎると、平坦性が低下し、支持基板１０との密着性が低下する懸念がある。また、非柱状部４１を形成する粒状結晶４２の形状は、光反射の観点から、略球状であることが好ましい。
【００７３】
ここで、結晶同士が結合している場合の結晶径の測定は、隣接する結晶間に生じる窪み（凹）同士を結んだ線を結晶間の境界と見なし、結合した結晶同士を最小多角形となるように分離して結晶径を測定し、柱状部４０における結晶径と同様にして平均値をとり、その値を採用する。
【００７４】
非柱状部４１の厚みは、支持基板１０との密着性及び光反射の観点から、５μｍ以上１２５μｍ以下であることが好ましい。非柱状部４１の厚みが小さすぎると、支持基板１０との十分な密着性が得られない虞があり、また厚みが大きすぎると、非柱状部４１における蛍光の寄与、及び非柱状部４１での光反射による拡散が増大し、画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００７５】
柱状部４０及び非柱状部４１は、気相堆積法によって連続して一体に形成される。具体的には、真空度０．０１〜１０Ｐａの環境下で、ＣｓＩ：Ｔｌを抵抗加熱式のるつぼに通電するなどの手段で加熱して気化させ、第１の基材１３の温度を室温（２０℃）〜３００℃としてＣｓＩ：Ｔｌを第１の基材１３上に堆積させる。
【００７６】
第１の基材１３上にＣｓＩ：Ｔｌの結晶相を形成する際、当初は直径の比較的小さい粒状結晶４２を堆積させて非柱状部４１を形成する。そして、真空度及び第１の基材１３の温度の少なくとも一方の条件を変更し、非柱状部４１を形成した後に連続して柱状部４０を形成する。具体的には、真空度を上げる、及び／又は第１の基材１３の温度を高くすることによって、柱状結晶４３の群を成長させる。
【００７７】
図１１は、放射線画像検出装置１の他の変形例を示す。
【００７８】
図１１に示す放射線画像検出装置１Ｂにおいて、シンチレータ１１を形成する柱状結晶４３の群の間には、それらの先端側から充填材５０が充填されている。
【００７９】
シンチレータ１１の蛍光出射面は、柱状結晶４３の集合によって構成されており、柱状結晶４３の各々の先端部は、光の取り出し効率の観点から先鋭なテーパ状に形成されている。そのため、充填材５０がないとすると、シンチレータ１１が画素アレイ２１に押し当てられた際に、柱状結晶４３の先端に荷重が集中して先端が変形する虞があり、また画素アレイ２１が損傷する虞があるが、充填材５０があることによって荷重が分散され、柱状結晶４３の先端の変形及び画素アレイ２１の損傷が防止される。
【００８０】
また、柱状結晶４３の群の間に充填材５０が充填されていることにより、柱状結晶４３の間に保護膜１２ｂが入り込むことを防止することができる。保護膜１２ｂとしては、上述の通りポリパラキシリレンなどが用いられるが、その屈折率は空気の屈折率（１．０）に比べて大きいため、柱状結晶４３の群の間に保護膜１２ｂが入り込むと、その部分における柱状結晶４３と周囲の媒質との屈折率差が小さくなり、柱状結晶４３の光ガイド効果が減弱し、画像の鮮鋭度が低下する。しかし、柱状結晶４３の群の間に充填材５０が充填されていることにより、柱状結晶４３の群の間に保護膜１２ｂが入り込むことを防止することができる。
【００８１】
充填材５０としては、シンチレータ１１に生じる蛍光に対して透明であり、適度な流動性を有するエネルギー硬化性の樹脂材料が好適に用いられ、具体的には、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂などを例示することができる。
【００８２】
保護膜１２ｂによる柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱を抑制する観点から、充填材５０としては、その屈折率が保護膜１２ｂの屈折率よりも小さいことが好ましい。例えば、柱状結晶４３を形成する蛍光体として用いられるＣｓＩ：Ｔｌの屈折率が１．７９であり、また、保護膜１２ｂとして用いられるポリパラキシリレンの屈折率が１．６３９であることを考慮して、充填材５０の屈折率は１．６以下であることが好ましい。充填材５０として例示した上記の材料の屈折率について、グレード等によって上下するが、フェノール樹脂は１．５８〜１．６６、ユリア樹脂は１．５４〜１．５６、メラミン樹脂は１．６〜１．７、不飽和ポリエステル樹脂は１．５２〜１．５７、エポキシ樹脂は１．５５〜１．６１、ジアリルフタレート樹脂１．５１〜１．５２である。
【００８３】
図１２は、本発明の実施形態を説明するための放射線画像検出装置の構成を模式的に示す。なお、上述した放射線画像検出装置１と共通する要素には、共通する符号を付することにより、説明を省略又は簡略する。
【００８４】
図１２に示す放射線画像検出装置１０１は、放射線画像変換パネル１０２と、センサパネル１０３とを備えている。
【００８５】
放射線画像変換パネル１０２は、フレキシブルな支持基板（第１の基板）１１０と、放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ１１とを有している。シンチレータ１１は、支持基板１１０上に設けられている。
【００８６】
センサパネル１０３は、フレキシブルな絶縁性基板（第２の基板）１２０と、絶縁性基板１２０上に設けられた画素アレイ２１とを有している。画素アレイ２１を構成する画素の各々は、シンチレータ１１に生じる蛍光を検出する。
【００８７】
放射線画像変換パネル１０２とセンサパネル１０３とは、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを対向させて配置されており、封止材４によって接合されている。
【００８８】
封止材４は、放射線画像変換パネル１０２の支持基板１１０とセンサパネル１０３の絶縁性基板１２０との間にあって、シンチレータ１１及び画素アレイ２１を囲むように設けられており、その内側に隔絶された空間Ｓを形成している。
【００８９】
空間Ｓは、その外に比べて減圧されている。支持基板１１０及び絶縁性基板１２０の変形を伴って、シンチレータ１１と画素アレイ２１とは非接着にて密接している。
【００９０】
放射線画像検出装置１０１は、いわゆる裏面読取型（ＰＳＳ：Penetoration Side Sampling）の放射線画像検出装置であり、放射線入射側から、放射線画像変換パネル１０２、センサパネル１０３の順に配置されている。放射線は、支持基板１１０を透過してシンチレータ１１に入射する。放射線が入射したシンチレータ１１において蛍光が発生し、ここで発生した蛍光が画素アレイ２１によって検出される。
【００９１】
ＰＳＳ型の放射線画像検出装置１０１において、放射線入射側とは反対側に配置される絶縁性基板１２０が、フレキシブルなシート状の第１の基材１１３及び第２の基材１１４の２層で構成されている。第１の基材１１３の一方の表面上には画素アレイ２１が形成され、他方の表面には第２の基材１１４が接合されている。第２の基材１１４は、画素アレイ２１が形成される第１の基材１１３を補強し、また、封止材４（図１参照）によって放射線画像変換パネル１０２の支持基板１１０に接合される。
【００９２】
放射線画像検出装置１０１において、シンチレータ１１を支持する支持基板１１０、及び画素アレイ２１を支持する絶縁性基板１２０、並びに封止材４によって形成される空間Ｓにシンチレータ１１及び画素アレイ２１を収納し、この空間Ｓを減圧することによって、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを非接着にて密接させている。そして、支持基板１１０及び絶縁性基板１２０のいずれもフレキシブルとすることによって、シンチレータ１１と画素アレイ２１とを全体に亘って隙間なく密接させることができる。それにより、画質の均一性を高めることができる。
【００９３】
また、ＰＳＳ型の放射線画像検出装置１０１において、放射線入射側とは反対側に配置される絶縁性基板１２０を、第１の基材１１３及び第２の基材１１４の積層構造として、放射線画像検出装置１０１の補強を行うことにより、放射線吸収による感度低下を生じさせることなく、対荷重、対衝撃性を高めることができる。
【００９４】
上述した放射線画像検出装置は、放射線画像を高感度、高精細に検出しうるため、低放射線照射量で鮮鋭な画像を検出することを要求される、マンモグラフィなどの医療診断用のＸ線撮影装置をはじめ、様々な装置に組み込んで使用することができる。例えば、工業用のＸ線撮影装置として非破壊検査に用いたり、或いは、電磁波以外の粒子線（α線、β線、γ線）の検出装置として用いたりすることができ、その応用範囲は広い。
【００９５】
以下、センサパネルを構成する各要素に用いることのできる材料について説明する。
【００９６】
［光電変換素子］
上述した光電変換素子２３の光導電層２５（図２参照）としては、例えば特開２００９−３２８５４号公報に記載された有機光電変換（ＯＰＣ；Organic photoelectric conversion）材料により形成された膜（以下、ＯＰＣ膜という）を使用することができる。ＯＰＣ膜は、有機光電変換材料を含み、蛍光体から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。このように有機光電変換材料を含むＯＰＣ膜であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、蛍光体による発光以外の電磁波がＯＰＣ膜に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線がＯＰＣ膜で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【００９７】
ＯＰＣ膜を構成する有機光電変換材料は、蛍光体で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、蛍光体の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長と蛍光体の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければ蛍光体から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、蛍光体の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００９８】
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えば、アリーリデン系有機化合物、キナクリドン系有機化合物、及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、蛍光体の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、ＯＰＣ膜で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００９９】
バイアス電極２６および電荷収集電極２７の間に設けられる有機層の少なくとも一部をＯＰＣ膜によって構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ねもしくは混合により形成することができる。
【０１００】
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等を用いることができる。なお、これらに限らず、ｎ型（アクセプター性）化合物として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であればドナー性有機半導体として用いることができる。
【０１０１】
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する５ないし７員のヘテロ環化合物（例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。なお、これらに限らず、ドナー性有機化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプター性有機半導体として用いることができる。
【０１０２】
ｐ型有機色素又はｎ型有機色素としては、公知のものを用いることができるが、好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素（ゼロメチンメロシアニン（シンプルメロシアニン）を含む）、３核メロシアニン色素、４核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、スピロ化合物、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、インジゴ色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素、縮合芳香族炭素環系色素（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）等が挙げられる。
【０１０３】
一対の電極間に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とを有し、該ｐ型半導体とｎ型半導体の少なくともいずれかが有機半導体であり、かつ、それらの半導体層の間に、該ｐ型半導体およびｎ型半導体を含むバルクヘテロ接合構造層を中間層として有する光電変換膜（感光層）を好適に用いることができる。このように、光電変換膜において、バルクへテロ接合構造層を含ませることにより有機層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させることができる。なお、上記バルクへテロ接合構造については、特開２００５−３０３２６６号公報において詳細に説明されている。
【０１０４】
光電変換膜の厚みは、蛍光体からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、電荷分離に寄与しない割合を考慮すると、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。上述したＯＰＣ膜に関するその他の構成は、例えば、特開２００９−３２８５４号公報の記載が参考となる。
【０１０５】
［スイッチ素子］
スイッチ素子２４の活性層としては、例えば特開２００９−２１２３８９号公報に記載されたように、有機材料を使用することができる。有機ＴＦＴはいかなるタイプの構造でもよいが、最も好ましいのは電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）構造である。このＦＥＴ構造は、絶縁性基板上面の一部にゲート電極を設け、さらに該電極を覆い、かつ電極以外の部分で基板と接するように絶縁体層を設けている。さらに絶縁体層の上面に半導体活性層を設け、その上面の一部に透明ソース電極と透明ドレイン電極とを隔離して配置している。なお、この構成はトップコンタクト型素子と呼ばれるが、ソース電極とドレイン電極とが半導体活性層の下部にあるボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。また、キャリアが有機半導体膜の膜厚方向に流れる縦型トランジスタ構造であってもよい。
【０１０６】
（活性層）
ここでいう有機半導体材料とは、半導体の特性を示す有機材料のことであり、無機材料からなる半導体と同様に、正孔（ホール）をキャリアとして伝導するｐ型有機半導体材料（あるいは単にｐ型材料、正孔輸送材料とも言う。）と、電子をキャリアとして伝導するｎ型有機半導体材料（あるいは単にｎ型材料、電子輸送材料とも言う。）がある。有機半導体材料は一般にｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に大気下でのトランジスタ動作安定性もｐ型トランジスタの方が優れているため、ここでは、ｐ型有機半導体材料について説明する。
【０１０７】
有機薄膜トランジスタの特性の一つに、有機半導体層中のキャリアの動きやすさを示すキャリア移動度（単に移動度とも言う）μがある。用途によっても異なるが、一般に移動度は高い方がよく、１．０×１０-7ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましく、１．０×１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１．０×１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。移動度は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を作製したときの特性や飛行時間計測（ＴＯＦ）法により求めることができる。
【０１０８】
前記ｐ型有機半導体材料は、低分子材料でも高分子材料でも良いが、好ましくは低分子材料である。低分子材料は、昇華精製や再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの様々な精製法が適用できるため高純度化が容易であること、分子構造が定まっているため秩序の高い結晶構造を取りやすいこと、などの理由から高い特性を示すものが多い。低分子材料の分子量は、好ましくは１００以上５０００以下、より好ましくは１５０以上３０００以下、さらに好ましくは２００以上２０００以下である。
【０１０９】
このようなｐ型有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物又はナフタロシアニン化合物を例示することができ、具体例を以下に示す。なお、Ｍは金属原子、Ｂｕはブチル基、Ｐｒはプロピル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。
【０１１０】
【化１】
2013050364.tif 000003
【０１１１】
（活性層以外のスイッチ素子の構成要素）
ゲート電極、ソース電極、又はドレイン電極を構成する材料としては、必要な導電性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ2、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などの透明導電性酸化物、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸）などの透明導電性ポリマー、カーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられる。これらの電極材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。
【０１１２】
絶縁層に用いられる材料としては、必要な絶縁効果を有するものであれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、ポリエステル（ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など）、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ノボラック樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、などの有機材料が挙げられる。これらの絶縁膜材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。上述した有機ＴＦＴに関するその他の構成は、例えば、特開２００９−２１２３８９号公報の記載が参考となる。
【０１１３】
また、スイッチ素子２４の活性層には、例えば特開２０１０−１８６８６０号公報に記載された非晶質酸化物も使用することができる。ここで、特開２０１０−１８６８６０号に記載された電界効果型トランジスタが有する非晶質酸化物含有の活性層について示す。この活性層は、電子またはホールの移動する電界効果型トランジスタのチャネル層として機能する。
【０１１４】
活性層は、非晶質酸化物半導体を含んだ構成とされている。この非晶質酸化物半導体は、低温で成膜可能であるために、可撓性のある基板上に好適に形成される。活性層に用いられる非晶質酸化物半導体としては、好ましくはＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、又はＣｄよりなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む非晶質酸化物であり、より好ましくは、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物、さらに好ましくは、Ｉｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物である。
【０１１５】
活性層に用いられる非晶質酸化物としては、具体的には、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＳｎＯ２、ＣｄＯ，Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）、Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＧＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＺＯ）が挙げられる。
【０１１６】
活性層の成膜方法としては、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが好ましい。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。例えば、ＲＦマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。
【０１１７】
成膜された活性層は、周知のＸ線回折法によりアモルファス膜であることが確認される。活性層の組成比は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析法により求められる。
【０１１８】
また、この活性層の電気伝導度は、好ましくは１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。この活性層の電気伝導度の調整方法としては、公知の酸素欠陥による調整方法や、組成比による調整方法、不純物による調整方法、酸化物半導体材料による調整方法が挙げられる。上述した非晶質酸化物に関するその他の構成は、例えば、特開２０１０−１８６８６０号公報の記載が参考となる。
【０１１９】
［絶縁性基板］
絶縁性基板２０としては、例えば光透過率に優れるプラスチックフィルムを使用することができる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、ポリイミド、ポリアリレート、二軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）等からなるフィルムが挙げられる。また、これらのプラスチックフィルムに、有機あるいは無機のフィラーを含有させてもよい。また、フレキシブルでかつ低熱膨張、高強度といった、既存のガラスやプラスチックでは得られない特性を有するアラミド、バイオナノファイバーなどを用いて形成されたフレキシブル基板も好適に使用しうる。これらのなかでも、耐熱性を有するポリアリレート（ガラス転移温度：約１９３℃）、二軸延伸ポリスチレン（分解温度：２５０℃）、ポリイミド（ガラス転移温度：約３００℃）、アラミド（ガラス転移温度：約３１５℃）等が好適に使用でき、それによれば、シンチレータを絶縁性基板に直接形成することができる。
【０１２０】
（アラミド）
アラミド材料は、ガラス転移温度３１５℃という高い耐熱性、ヤング率が１０ＧＰａという高い剛性、熱膨張率が−３〜５ｐｐｍ／℃という高い寸法安定性を有する。このため、アラミド製のフィルムを用いると、一般的な樹脂フィルムを用いる場合と比べて、半導体層の高品質の成膜が容易に行える。また、アラミド材料の高耐熱性により、電極材料を高温硬化させて低抵抗化できる。さらに、ハンダのリフロー工程を含むＩＣの自動実装にも対応できる。またさらに、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガス・バリア膜、ガラス基板と熱膨張係数が近いために、製造後の反りが少ない。そして、割れにくい。ここで、ハロゲンを含まないハロゲンフリー（JPCA−ES01−2003の規定に適合）なアラミド材料を用いることが環境負荷低減の点で好ましい。アラミドフィルムは、ガラス基板やＰＥＴ基板と積層されてもよいし、デバイスの筐体に貼り付けられてもよい。
【０１２１】
アラミドの分子間の凝集力（水素結合力）の高さによる溶媒への低溶解性を分子設計によって解決することにより、無色透明で薄いフィルムへの成形が容易とされたアラミド材料についても、好適に用いることができる。モノマーユニットの秩序性、および芳香環上の置換基種・位置を制御する分子設計により、アラミド材料の高剛性や寸法安定性に繋がる直線性の高い棒状の分子構造を維持しつつ、溶解性が良い成形の容易さが得られる。この分子設計により、ハロゲンフリーをも実現できる。
【０１２２】
また、フィルムの面内方向の特性が最適化されたアラミド材料についても、好適に用いることができる。成型中に逐次変化するアラミドフィルムの強度に応じて、溶液キャスト、縦延伸、横延伸の工程ごとに張力条件を制御することにより、直線性の高い棒状分子構造であって物性に異方性が生じやすいアラミドフィルムの面内方向の特性をバランスできる。
【０１２３】
具体的に、溶液キャスト工程では、溶媒の乾燥速度の制御による面内厚み方向の物性の等方化、溶媒を含んだ状態のフィルムの強度とキャスト・ドラムからの剥離強度の最適化、を図る。縦延伸工程では、延伸中に逐次変化するフィルムの強度、溶媒の残留量に応じた延伸条件を精密に制御する。横延伸工程では、加熱によって変化するフィルム強度の変化に応じた横延伸の条件の制御、フィルムの残留応力を緩和するための横延伸の条件の制御を図る。このようなアラミド材料の使用により、成型後のアラミドフィルムがカールしてしまう問題を解決できる。
【０１２４】
上記の成形容易さに対する工夫、およびフィルム面内方向の特性のバランスに対する工夫のいずれにおいても、アラミドならではの直線性の高い棒状の分子構造が維持されているので、熱膨張係数を低く維持できる。製膜時の延伸条件の変更などにより、熱膨張係数をさらに低減することも可能である。
【０１２５】
（バイオナノファイバー）
ナノファイバーは、光の波長に対して十分に小さなコンポーネントは光散乱を生じないことから、透明でフレキシブルな樹脂材料の補強として用いることができる。そして、ナノファイバーの中でも、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと、可視光波長に対して約１／１０のサイズでかつ、高強度、高弾性、低熱膨である特徴を有しており、このバクテリアセルロースと透明樹脂との複合材料（バイオナノファイバーということがある）を好適に用いることができる。
【０１２６】
バクテリアセルロースシートにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を約６０〜７０％と高い比率で含有しながら、波長５００ｎｍで約９０％の光透過率を示す透明バイオナノファイバーが得られる。このバイオナノファイバーにより、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（約３〜７ｐｐｍ）、鋼鉄並の強度(約４６０ＭＰａ)、および高弾性(約３０ＧＰａ)が得られる。上述したバイオナノファイバーに関する構成は、例えば、特開２００８−３４５５６号公報の記載が参考となる。
【０１２７】
以上、説明したように、本明細書には、下記（１）から（１２）の放射線画像検出装置が、また下記（１３）から（１６）の放射線画像検出装置の製造方法が開示されている。
【０１２８】
（１）  放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び該シンチレータを支持する基板を有する放射線画像変換パネルと、前記シンチレータに密接して設けられ、前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び該画素アレイを支持する基板を有するセンサパネルと、前記放射線画像変換パネルの基板と前記センサパネルの基板との間に、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、その内側に隔絶された空間を形成する封止材と、を備え、前記シンチレータは、前記蛍光体の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群によって形成された柱状部を有し、前記柱状結晶の先端部の集合によって構成される面において前記画素アレイに非接着にて密接しており、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板は、いずれもフレキシブルであり、前記空間が減圧されている放射線画像検出装置。
（２）  上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板のうち放射線入射側とは反対側に配置される第１の基板は、前記シンチレータ又は前記画素アレイがその表面に設けられる第１の基材を含む複数の基材が積層されて構成されている放射線画像検出装置。
（３）  上記（２）の放射線画像検出装置であって、前記封止材は、前記複数の基材のうち前記第１の基材を除く他の基材と、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板のうち放射線入射側に配置される第２の基板との間に設けられている放射線画像検出装置。
（４）  上記（３）の放射線画像検出装置であって、前記第１の基材と、前記複数の基材のうち前記第１の基材を除く他の基材とは、エネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着材によって接着されている放射線画像検出装置。
（５）  上記（１）〜（４）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記封止材は、エネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着材である放射線画像検出装置。
（６）  上記（１）〜（５）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記柱状結晶の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている放射線画像検出装置。
（７）  上記（６）の放射線画像検出装置であって、前記柱状結晶の先端部の角度は、４０°〜８０°である放射線画像検出装置。
（８）  上記（６）又は（７）の放射線画像検出装置であって、前記柱状結晶の先端部の間に充填材が充填されている放射線画像検出装置。
（９）  上記（８）の放射線画像検出装置であって、前記シンチレータは、防湿性の保護膜によって被覆され、前記充填材の屈折率は、前記保護膜の屈折率よりも小さい放射線画像検出装置。
（１０）  上記（８）又は（９）の放射線画像検出装置であって、前記充填材は、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シアルルフタレート樹脂、の群から選ばれる放射線画像検出装置。
（１１）  上記（１）〜（１０）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板は、フレキシブルなガラス基板である放射線画像検出装置。
（１２）  上記（１）〜（１１）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記画素アレイの各画素は、光導電層に有機光電変換膜を用いた有機光電変換素子を含んで構成されている放射線画像検出装置。
（１３）  上記（１）の放射線画像検出装置の製造方法であって、前記シンチレータと前記画素アレイとを対向させ、前記放射線画像変換パネルの基板と前記センサパネルの基板との間に両基板を接合する前記封止材を設けて、前記放射線画像変換パネルと前記センサパネルとを重ね合わせ、前記封止材によって前記両基板との間に形成される隔絶された空間を減圧し、前記シンチレータと前記画素アレイとを非接着にて密接させる放射線画像検出装置の製造方法。
（１４）  上記（１）の放射線画像検出装置の製造方法であって、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板のうち放射線入射側とは反対側に配置される第１の基板は、前記シンチレータ又は前記画素アレイがその表面に設けられる第１の基材を含む複数の基材が積層されて構成されるものであり、前記シンチレータと前記画素アレイとを対向させ、前記第１の基材を、前記放射線画像変換パネルの基板及び前記センサパネルの基板のうち放射線入射側に配置される第２の基板に重ね合わせ、前記第１の基材及び前記複数の基材のうちの該第１の基材を除く他の基材との間に接着剤を設け、また、前記他の基材と前記第２の基板との間にそれらを接合する前記封止材を設けて、前記他の基材を前記第１の基材及び前記第２の基板に重ね合わせ、前記封止材によって前記他の基材と前記第２の基板との間に形成される隔絶された空間を減圧し、前記シンチレータと前記画素アレイとを非接着にて密接させる放射線画像検出装置の製造方法。
（１５）  上記（１４）の放射線画像検出装置の製造方法であって、前記接着剤は、エネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着材である放射線画像検出装置の製造方法。
（１６）  上記（１３）〜（１５）のいずれか一つの放射線画像検出装置の製造方法であって、前記封止材は、エネルギー照射によって接着強度が低下する解体型接着材である放射線画像検出装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１２９】
１     放射線画像検出装置
２     放射線画像変換パネル
３     センサパネル
４     封止材
５     接着剤
１０   支持基板
１１   シンチレータ
１２ｂ 保護膜
１３   第１の基材
１４   第２の基材
２０   絶縁性基板
２１   画素アレイ
２２   画素
４０   柱状部
４１   非柱状部
４２   粒状結晶
４３   柱状結晶
５０   充填材
【図１】
2013050364.tif 000004
【図２】
2013050364.tif 000005
【図３】
2013050364.tif 000006
【図４】
2013050364.tif 000007
【図６】
2013050364.tif 000008
【図７】
2013050364.tif 000009
【図８】
2013050364.tif 000010
【図９】
2013050364.tif 000011
【図１１】
2013050364.tif 000012
【図１２】
2013050364.tif 000013
【図５】
2013050364.tif 000014
【図１０】
2013050364.tif 000015